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Análise de Resultados dos Experimentos - Monitoramento de Sinais Vitais em Edge Computing

📊 Resumo Comparativo

Métrica scenario1_baselinescenario2_staticscenario3_vispac
Transmissões 6,726,598567,108214,505
Dados Brutos (MB) 353.96366.61358.16
Dados Comprimidos (MB) 353.9695.1265.41
Compressão Total (%) 0.0%74.1%81.7%
PRD Média (%) 0.0000%3.8911%1.2114%
↳ PRD Risco Alto (%) 0.0000% (n=0)0.4330% (n=216,060)0.6053% (n=194,274)
↳ PRD Risco Moderado (%) 0.0000% (n=0)1.1197% (n=44,859)1.2545% (n=6,046)
↳ PRD Risco Baixo (%) 0.0000% (n=0)6.4011% (n=92,293)8.4899% (n=4,205)
↳ PRD Risco Mínimo (%) 0.0000% (n=0)6.8824% (n=213,896)9.9169% (n=9,980)
Latência Média (ms) 1380.4 ± 245.51271.2 ± 140.81182.5 ± 78.0
CPU Média (%) 0.2%0.2%0.2%
Memória Média (MB) 89.087.587.9

📉 Taxa de Compressão

⏱️ Latência de Transmissão

📈 Distorção do Sinal (PRD)

🖥️ Uso de CPU

💾 Uso de Memória

🔄 Evolução do Risco dos Pacientes (Cenário 3)

⏱️ Evolução do Intervalo de Coleta (Algoritmos 2 e 3)

⬆ Backoff Exponencial (Alg. 2)⬇ Vigilância Contínua (Alg. 3)⬇ Mudança de Risco

● Algoritmo 2 (Backoff Exponencial): Após K=3 leituras estáveis (|v - vúlt| ≤ ε), o intervalo de coleta dobra até ICmax.

▲ Algoritmo 3 (Vigilância Contínua): Quando |v - vúlt| > ε, detecta variação anômala e reseta o intervalo para ICbase.

◆ Mudança de Risco: Quando o NEWS2 muda o nível de risco, os intervalos são resetados para os valores do novo nível.

❤️ Frequência Cardíaca (HR)

🫁 Saturação de Oxigênio (SpO2)

☁️ Comparativo Fog & Cloud por Cenário

📊 Métricas Fog

Cenário Latência Processamento (ms) Latência Forward (ms)

📊 Métricas Cloud

Cenário Items Armazenados Operações INSERT Latência INSERT (ms)

📈 Economia vs Baseline

Cenário Redução Items Cloud Melhoria Latência Forward

📖 Explicação das Métricas Calculadas

⚡ Latência Processamento (ms)

Definição: Tempo decorrido na camada Fog para descompactar um batch, calcular o escore NEWS2 e validar os sinais vitais.

Cálculo: Timestamp de saída da descompactação - Timestamp de entrada do batch (em milissegundos).

Relevância: Impacto direto na responsividade do sistema para detecção de eventos críticos.

📤 Latência Forward (ms)

Definição: Tempo total para encaminhar dados comprimidos da Fog para a Cloud, incluindo transmissão de rede.

Cálculo: Timestamp de envio da Fog - Timestamp de recepção confirmada pela Cloud (em milissegundos).

Relevância: Mede efetivamente como a compressão e adaptação reduzem a sobrecarga de rede.

🗄️ Redução Items Cloud (%)

Definição: Percentual de redução no volume de pontos de dados armazenados na Cloud em relação ao baseline (Cenário 1).

Cálculo: (1 - Items_Cenário_N / Items_Baseline) × 100%

Relevância: Demonstra economia de armazenamento e redução de operações I/O no banco de dados.

🚀 Melhoria Latência Forward (%)

Definição: Percentual de redução na latência de encaminhamento Fog→Cloud em relação ao baseline.

Cálculo: (1 - LatFwd_Cenário_N / LatFwd_Baseline) × 100%

Relevância: Impacto da compressão adaptativa na redução do tempo de transmissão.

📦 Compressão (%)

Definição: Razão de compressão média em relação aos dados brutos.

Cálculo: (1 - Bytes_Comprimidos / Bytes_Brutos) × 100%

Relevância: Efetividade do algoritmo de compressão (SDT + Huffman/LZW).

📈 Distorção Percentual (PRD, %)

Definição: Erro relativo introduzido pela compressão em relação aos valores originais.

Cálculo: √(Σ(valor_original - valor_reconstruído)² / Σ(valor_original)²) × 100%

Relevância: Valida qualidade do sinal após descompactação (< 2% para uso clínico).

📌 Notas de Cálculo:
  • Cenário 1 (Baseline): Sem compressão, coleta em intervalos fixos de 1s. Todos os valores = 0% de economia.
  • Cenário 2 (Static): Compressão fixa com SDT (t=5s) + Huffman, intervalos de coleta estáticos de 15s.
  • Cenário 3 (ViSPAC): Compressão adaptativa com algoritmos de backoff exponencial e vigilância contínua, intervalos dinâmicos por nível de risco.
  • Agregação: Todas as métricas são médias ponderadas sobre todos os pacientes e dispositivos Edge durante todo o período de experimento.
  • Baseline para Comparação: O Cenário 1 serve como referência (100% de dados brutos, latência máxima).
Gerado em: 2026-01-28 08:28:11